密晓光，陈杰，余思聪，丁超，胡海涛，丁国良*

（1-中海石油气电集团技术研发中心，北京 100028；2-上海交通大学制冷与低温工程研究所，上海 200240）

0 引言

绕管式换热器具有结构紧凑、能实现多种介质同时换热、操作压力高、热膨胀可自行补偿以及易于实现大型化的特点，被全球90%的大、中型陆基天然气液化工厂选为主低温换热器[1-4]。在LNG绕管式换热器中，管侧工质为超临界态的天然气混合工质，壳侧工质为两相态的烷烃混合工质[5-6]，如图1所示。LNG绕管式换热器壳侧压降是天然气液化工艺流程设计的主要考虑因素，在不同的运行工况和工质组分下，LNG换热器压降特性有明显不同[7]。因此，为了实现天然气液化工艺流程设计，需要对两相工质在 LNG绕管式换热器壳侧压降特性的影响因素进行实验研究。

已有关于LNG绕管式换热器壳侧压降特性的研究主要集中在气相流[8]。已有研究结果表明：在LNG绕管式换热器壳侧，对于甲烷/乙烷二元混合工质，摩擦压降的影响因素主要是雷诺数（Re），且摩擦压降随Re数的增加而增大[8]。

然而，对于实际的 LNG绕管式换热器，壳侧流体为两相态的烷烃混合工质[9-11]，从壳侧进口至出口，壳侧流体的干度逐渐增加，变化范围在0.2～0.9[6,12]，超出已有研究对应的气相流的工况范围。由于工况上的巨大差异，已有研究的结论可能无法直接应用于LNG绕管式换热器。

本文的目的是通过对两相态的烷烃混合工质在LNG绕管式换热器壳侧压降特性的实验研究，得到壳侧两相流压降特性随各影响因素的变化规律。……